JP3176707U - Levitation vehicle for toy and track running toy - Google Patents
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Abstract
【課題】軌道上で安定して浮上する走行体と走行体を用いた軌道走行玩具を提供する。
【解決手段】鉄道模型車両10は、軌道用磁石211が内蔵されたレール21と、軌道用磁石221が内蔵され、レール21と予め設定された距離離間してレール21と対向するように配置されたレール22との間に配置されて、各軌道用磁石211、221との間で吸引力が発生する浮上用磁石122を内蔵する。さらに、浮上用磁石122を収容する収容ケース121と、浮上用磁石122と収容ケース121とを連結するバネ123とを備え、浮上用磁石122は、収容ケース121内において、鉄道模型車両10がレール21およびレール22に沿って走行する進行方向に対して垂直な方向に沿って移動可能に設置されている。軌道走行玩具1は、鉄道模型車両10と、軌道20と、駆動部30を備える。
【選択図】図1A traveling body that stably floats on a track and a track traveling toy using the traveling body are provided.
A railroad model vehicle 10 includes a rail 21 having a track magnet 211 and a track magnet 221 built therein, and is arranged to face the rail 21 with a predetermined distance from the rail 21. The levitation magnet 122 is provided between the rail magnets 22 and 22 so as to generate an attractive force between the track magnets 211 and 221. Furthermore, a housing case 121 that houses the levitation magnet 122 and a spring 123 that connects the levitation magnet 122 and the housing case 121 are provided. 21 and the rail 22 are installed to be movable along a direction perpendicular to the traveling direction. The track traveling toy 1 includes a railroad model vehicle 10, a track 20, and a drive unit 30.
[Selection] Figure 1
Description
本考案は、一対のレールの間で浮上して走行する玩具用浮上走行体および軌道走行玩具に関する。 The present invention relates to a toy levitating traveling body and a track traveling toy that float and travel between a pair of rails.
従来、無端状に形成した軌道と、軌道上で浮上して軌道に沿って走行する走行体とを備えた軌道走行玩具が知られている(例えば、特許文献1を参照)。この軌道走行玩具では、軌道の底壁に永久磁石を配置するとともに走行体の底面に永久磁石を配置し、磁力の反発により、軌道上で走行体を浮上させる。さらに、この軌道走行玩具では、軌道の側壁に電磁石を配置するとともに走行体の側面に永久磁石を配置し、走行体が電磁石の近傍を通過する度に電磁石に通電することにより、軌道の側壁と走行体の側面との間で磁力を発生させて、走行するための推進力を走行体に付与する。 Conventionally, a track traveling toy including a track formed endlessly and a traveling body that floats on the track and travels along the track is known (see, for example, Patent Document 1). In this track traveling toy, a permanent magnet is disposed on the bottom wall of the track and a permanent magnet is disposed on the bottom surface of the traveling body, and the traveling body is levitated on the track by repulsion of magnetic force. Further, in this track toy, an electromagnet is disposed on the side wall of the track and a permanent magnet is disposed on the side surface of the traveling body, and the electromagnet is energized each time the traveling body passes in the vicinity of the electromagnet. A magnetic force is generated between the side surface of the traveling body and a driving force for traveling is applied to the traveling body.
しかしながら、特許文献1に記載の軌道走行玩具では、軌道に沿って走行する走行体を軌道上で安定して浮上させておくことが困難であるという問題があった。
本考案は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、軌道に沿って走行する走行体を軌道上で安定して浮上させる技術を提供することを目的とする。
However, the track traveling toy described in Patent Document 1 has a problem that it is difficult to stably float a traveling body traveling along the track on the track.
The present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to provide a technique for stably levitation of a traveling body traveling along a track.
上記目的を達成するためになされた請求項1に記載の考案は、第1磁石が内蔵された第1レールと、第2磁石が内蔵されて第1レールと予め設定された距離離間して第1レールと対向するように配置された第2レールとの間に配置されて、第1磁石との間で吸引力が発生するとともに第2磁石との間で吸引力が発生するように配置された第3磁石を内蔵することにより、第1レールと第2レールとの間で浮上して第1レールおよび第2レールに沿って走行する玩具用浮上走行体であって、第3磁石を内部に収容する収容ケースと、収容ケースに収容されている第3磁石と、収容ケースとを連結する弾性部材とを備え、第3磁石は、収容ケース内において、当該玩具用浮上走行体が第1レールおよび第2レールに沿って走行する進行方向に対して垂直な方向に沿って移動可能に設置されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the device according to claim 1, wherein the first rail incorporating the first magnet and the second rail incorporating the first magnet are spaced apart from the first rail by a predetermined distance. It arrange | positions between the 2nd rail arrange | positioned so that 1 rail may be opposed, and it arrange | positions so that an attraction | suction force may generate | occur | produce between a 1st magnet and a 2nd magnet. By incorporating the third magnet, the levitation traveling body for toy floats between the first rail and the second rail and travels along the first rail and the second rail, and the third magnet is disposed inside. A housing case, a third magnet housed in the housing case, and an elastic member that connects the housing case. The third magnet has a first toy levitation body in the housing case. For the direction of travel along the rail and the second rail Characterized in that it is installed movably along a vertical direction.
このように構成された玩具用浮上走行体は、互いに対向するように配置された第1磁石と第2磁石との間に配置されている第3磁石において、第1磁石との間で発生する吸引力と、第2磁石との間で発生する吸引力とが釣合うことにより浮上する。そして、第3磁石を収容する収容ケースと第3磁石とが弾性部材により連結されているため、第3磁石が浮上することにより収容ケースも浮上する。 The toy levitating body configured as described above is generated between the first magnet and the third magnet disposed between the first magnet and the second magnet disposed so as to face each other. It floats by the balance between the attractive force and the attractive force generated between the second magnet. And since the accommodation case and 3rd magnet which accommodate a 3rd magnet are connected by the elastic member, an accommodation case also floats when a 3rd magnet floats.
さらに、第3磁石は、収容ケース内において、当該玩具用浮上走行体が第1レールおよび第2レールに沿って走行する進行方向に対して垂直な方向に沿って移動可能に設置されており、収容ケースと第3磁石とを連結しているのが弾性部材であるため、収容ケースの振動が第3磁石に伝達され難くなる。これは、収容ケースの振動エネルギーが弾性部材で吸収されるためである。これにより、浮上している収容ケースに外力が働いて収容ケースが振動した場合であっても、第3磁石において、第1磁石との間で発生する吸引力と、第2磁石との間で発生する吸引力とが釣合う位置を維持し易くなり、第1レールと第2レールとの間で玩具用浮上走行体を安定して浮上させることができる。 Furthermore, the third magnet is installed in the housing case so as to be movable along a direction perpendicular to the traveling direction in which the toy floating traveling body travels along the first rail and the second rail. Since it is the elastic member that connects the housing case and the third magnet, the vibration of the housing case is hardly transmitted to the third magnet. This is because the vibration energy of the housing case is absorbed by the elastic member. Thereby, even if it is a case where an external force works on the floating storage case and the storage case vibrates, in the 3rd magnet, between the attractive force generated between the 1st magnet and the 2nd magnet It becomes easy to maintain a position where the generated suction force is balanced, and the toy levitating body can be stably levitated between the first rail and the second rail.
また、第1レールと第2レールとの間で玩具用浮上走行体を走行させるための推進力を、第3磁石と電磁石との間で発生する磁力によって付与する場合には、この磁力が外力として第3磁石に働いて第3磁石が振動することがある。しかし、収容ケースと第3磁石とを連結しているのが弾性部材であるため、第3磁石で発生した振動が収容ケースに伝達され難くなる。このため、第3磁石が振動した場合であっても、この振動が収容ケースに伝達されるのを抑制し、第1レールと第2レールとの間で玩具用浮上走行体を安定して浮上させることができる。 Further, when a propulsive force for running the toy levitating body between the first rail and the second rail is applied by a magnetic force generated between the third magnet and the electromagnet, this magnetic force is an external force. As a result, the third magnet may vibrate by acting on the third magnet. However, since it is the elastic member that connects the housing case and the third magnet, vibration generated by the third magnet is hardly transmitted to the housing case. For this reason, even when the third magnet vibrates, this vibration is suppressed from being transmitted to the housing case, and the toy levitating body is stably levitated between the first rail and the second rail. Can be made.
また、請求項2に記載の考案は、請求項1に記載の玩具用浮上走行体と、請求項1に記載の第1レールおよび第2レールを有する走行玩具用軌道とを備えた軌道走行玩具であって、第1レールおよび第2レールは、玩具用浮上走行体が第1レールおよび第2レールに沿って移動するにつれて進行方向が変化するように曲線状に形成された曲線部を有する。
The invention according to
このように構成された軌道走行玩具の玩具用浮上走行体が曲線部を走行している場合には、第1レールおよび第2レールのうち曲線部の内周側のレールと第3磁石との間の距離が、第1レールおよび第2レールのうち曲線部の外周側のレールと第3磁石との間の距離よりも短くなる。 When the toy levitating traveling body of the orbital traveling toy configured in this way is traveling on the curved portion, the rail on the inner peripheral side of the curved portion of the first rail and the second rail and the third magnet The distance between the first rail and the second rail is shorter than the distance between the rail on the outer peripheral side of the curved portion and the third magnet.
このため、玩具用浮上走行体が第1レールおよび第2レールに沿って移動するにつれて進行方向が変化しないように直線状に形成された直線部と同様にして曲線部において第1磁石と第2磁石を第1レール内と第2レール内に配置すると、第3磁石において、第1磁石との間で発生する吸引力と、第2磁石との間で発生する吸引力との釣合いを維持できなくなる。 For this reason, the first magnet and the second magnet in the curved portion are the same as the straight portion that is linearly formed so that the traveling direction does not change as the toy floating traveling body moves along the first rail and the second rail. When the magnets are arranged in the first rail and the second rail, the third magnet can maintain a balance between the attractive force generated between the first magnet and the attractive force generated between the second magnet. Disappear.
そこで、請求項2に記載の考案は、曲線部の第1磁石および第2磁石はそれぞれ、玩具用浮上走行体が曲線部に沿って移動している場合において、第1磁石と第3磁石との間の距離と、第2磁石と第3磁石との間の距離とが等しくなるように、曲線部の第1レール内および第2レール内に配置されることを特徴とする。
In view of this, the invention according to
このように構成された軌道走行玩具は、曲線部においても、第3磁石において、第1磁石との間で発生する吸引力と、第2磁石との間で発生する吸引力との釣合いを維持することができる。このため、玩具用浮上走行体が曲線部を走行する場合であっても、第1レールと第2レールとの間で玩具用浮上走行体を安定して浮上させることができる。 The track toy configured as described above maintains a balance between the attractive force generated between the first magnet and the attractive force generated between the second magnet and the third magnet even in the curved portion. can do. For this reason, even if the toy levitating body travels on the curved portion, the toy levitating body can be stably levitated between the first rail and the second rail.
以下に本考案の実施形態について図面とともに説明する。
[軌道走行玩具1の構成]
図1(a)は、軌道走行玩具1の構成を示す正面図である。図1(b)は、台車12の構成を示す平面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[Configuration of the orbital traveling toy 1]
FIG. 1A is a front view showing the configuration of the track traveling toy 1. FIG. 1B is a plan view showing the configuration of the
軌道走行玩具1は、図1(a)に示すように、鉄道模型車両10と、鉄道模型車両10が走行するための走行経路を構成する軌道20と、鉄道模型車両10が走行するための駆動力を発生させる駆動部30を備える。
As shown in FIG. 1A, the track traveling toy 1 includes a
鉄道模型車両10は、実物の鉄道車両の外観を模して作られた車両本体11と、車両本体11を載置する台車12とを備える。
図1(a),(b)に示すように、台車12は、直方体状の収容ケース121と、収容ケース121内に収容される磁石122と、収容ケース121と磁石122との間に設置されるバネ123と、収容ケース121の両側面に設置されるガイド車輪124とを備える。
The
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
磁石122は、直方体状に成形されており(図3(a)を参照)、天面側がN極、底面側がS極となるようにして収容ケース121内に収容される。以下、磁石122を浮上用磁石122という。
The
バネ123は、その一端が、直方体状の収容ケース121の天面を構成する天面板に取り付けられるとともに、他端が、磁石122の天面に取り付けられている。
浮上用磁石122の天面および底面にはそれぞれ、天面および底面から垂直方向に延びる棒状部材125および棒状部材126が設けられている。また、浮上用磁石122を収容する収容ケース121の天面および底面のそれぞれに、貫通孔121a,121bが形成されている。そして、棒状部材125および棒状部材126はそれぞれ貫通孔121aおよび貫通孔121bに挿入されている。これにより、バネ123を介して収容ケース121と連結されている浮上用磁石122は、収容ケース121内において上下方向に沿って移動することができる。
One end of the
A bar-
ガイド車輪124は、収容ケース121の両側面のそれぞれにおいて、進行方向の前側と後側に設置されており、収容ケース121の両側面に沿って収容ケース121の天面(または底面)に垂直に設けられた回転軸127を中心として回転可能に取り付けられている。すなわちガイド車輪124は、その半分が収容ケース121の両側面から突出した状態で取り付けられている。またガイド車輪124は、軌道20との接触面を少なくして摩擦抵抗を減らすため、その円周面(厚み方向)が、車輪の厚みを直径とする半円形状の曲面となるように形成されている。
The
軌道20は、図1(a)に示すように、互いに対向するように配置された一対のレール21,22と、軌道20を設置する面PIより上方にレール21,22が位置するようにレール21,22をそれぞれ支持する軌道固定用ブリッジ23,24とを備える。
As shown in FIG. 1A, the
レール21は、磁石211と、磁石を収容する収容ケース212とから構成されており、レール22は、磁石221と、磁石を収容する収容ケース222とから構成されている。
The
磁石211,221は、直方体状に成形されており、天面側がS極、底面側がN極となるようにして収容ケース212,222内に収容される。以下、磁石211,221をそれぞれ軌道用磁石211,221という。
The
収容ケース212,222は、ガイド車輪124との摩擦抵抗を低減するために、低摩擦素材で形成されている。また収容ケース212,222は、鉄道模型車両10の自重により軌道用磁石211,221の天面と浮上用磁石122の天面とが同一平面からずれる可能性(沈み込み)を考慮し、収容ケース212,222の垂直方向の長さに余裕を持たせている。
The
レール21は、図2に示すように、直線状に形成された2本の直線部21a,21bと、半円状に形成された2本の曲線部21c,21dとを備え、直線部21aと直線部21bの両端部をそれぞれ曲線部21c,21dで連結することにより無端状に形成されている。
As shown in FIG. 2, the
またレール22は、直線状に形成された2本の直線部22a,22bと、半円状に形成された2本の曲線部22c,22dとを備え、直線部22aと直線部22bの両端部をそれぞれ曲線部22c,22dで連結することにより無端状に形成され、レール21の内周側に配置されている。
The
駆動部30は、電磁石31と、明暗センサ32と、光源33(図1(a)を参照)と、電源34と、制御回路35とを備える。
電磁石31は、レール21とレール22との間で且つレール21,22より下方において(図1(a)を参照)、軌道20に沿って1個または複数個(本実施形態では6個)設置される。
The
One or a plurality of electromagnets 31 (six in this embodiment) are installed along the
明暗センサ32は、入射する光の照度が高くなるほど抵抗値が低くなり、この抵抗値に基づいて、照度の増減を感知する。そして明暗センサ32は、各電磁石31の付近において、レール21とレール22との間で且つレール21,22の下方に配置される(図1(a)を参照)。
The light /
光源33は、明暗センサ32に対向するようにしてレール21,22の上方に配置される(図1(a)を参照)。
電源34は、明暗センサ32と光源33と制御回路35に電流を供給する第1電源341と、電磁石31に電流を供給する第2電源342とを備える。
The
The
制御回路35は、明暗センサ32の検出結果に基づいて、電磁石31への通電を制御する。
[鉄道模型車両10の浮上原理]
図1(a)に示すように、レール21とレール22との間に台車12が配置されると、図3(b)に示すように、浮上用磁石122の天面側の磁極であるN極と、軌道用磁石211,221の天面側の磁極であるS極とを対向させるとともに、浮上用磁石122の底面側の磁極であるS極と、軌道用磁石211,221の底面側の磁極であるN極とを対向させることができる。これにより、浮上用磁石122と軌道用磁石211との間で吸引力AF1が発生するとともに、浮上用磁石122と軌道用磁石221との間で吸引力AF2が発生する。そして、浮上用磁石122と軌道用磁石211との間の距離と、浮上用磁石122と軌道用磁石221との間の距離が等しくなるように台車12が配置されれば、吸引力AF1と吸引力AF2が釣り合い、これにより、鉄道模型車両10がレール21とレール22との間で浮上した状態が保持される。
The
[Left principle of model train 10]
As shown in FIG. 1A, when the
[車両の安定]
磁力は磁石間距離の2乗に反比例し、磁石間の距離が大きくなるほど磁力が弱くなる。外力に対する鉄道模型車両10の安定と、鉄道模型車両10の円滑な走行を実現するためには、軌道用磁石211,221をレール21,22に固定し、距離の変化による磁力の不安定化と、鉄道模型車両10の軌道20からの落下および脱落とを抑制するように適切な距離を保つ必要がある。
[Vehicle stability]
The magnetic force is inversely proportional to the square of the distance between the magnets, and the magnetic force becomes weaker as the distance between the magnets increases. In order to realize the stability of the
この目的のために、浮上用磁石122の両側面にガイド車輪124を配置している。このガイド車輪124により、図4(a),(b)に示すように、鉄道模型車両10の台車12は、直線状のレール21と直線状のレール22との間で走行している場合に軌道用磁石211,221との間で最適な間隔を保持し、吸引力AF1,AF2を一定に保つことができる。なお、図4(b)は図4(a)よりも時間が経過した時の状態を示しており、図4(a),(b)中の矢印D1は台車12の進行方向を示している。
For this purpose, guide
また台車12は、収容ケース121と浮上用磁石122とを連結するバネ123を備えている。このため浮上用磁石122は、図5(a),(b)に示すように、台車12の動きに追従することなく、上下方向に沿って自由に運動できる(矢印AL1,AL2を参照)。なお図5(a)は、鉄道模型車両10の構成を示す側面図であり、図5(b)は、鉄道模型車両10の構成を示す正面図である。
Further, the
これにより、図6(a)に示すように、走行中の台車12自体の振動が浮上用磁石122に伝わりにくくなる。図6(a)は、鉄道模型車両10が下方向に移動したときの浮上用磁石122の位置変化を示す図である。このため、台車12の挙動に関係なく浮上用磁石122が常に軌道用磁石211,221と対向するように浮上用磁石122の高さが保持され、台車12は安定して走行することができる。
As a result, as shown in FIG. 6A, the vibration of the traveling
また、電磁石31との間で作用する斥力(反発力)が台車12に直接伝わりにくくなることで、図6(b)に示すように、台車12の振動を抑えことができるとともに、振動を早く減衰をさせることができる。図6(b)は、浮上用磁石122が上方向に移動したときの鉄道模型車両10の位置変化を示す図である。
Further, since the repulsive force (repulsive force) acting between the
そして、台車12内で浮上用磁石122が固定されている場合には、図7(a)に示すように、台車12と浮上用磁石122とが一体で動くため、磁力のバランスが乱れるのに対して、台車12内で浮上用磁石122が移動可能である場合には、図7(b)に示すように、台車12の動きに関係なく浮上用磁石122は安定しており、磁力のバランスが乱れない。
When the
このように、ガイド車輪124と、バネ123により収容ケース121と浮上用磁石122とを連結する機構とにより、鉄道模型車両10は円滑に且つ安定した速度で軌道20上を走行することができる。
As described above, the
また、走行中の台車12における垂直方向の挙動はバネ123の緩衝作用により減衰されるため、浮上用磁石122には伝わりにくい。さらに、電磁石31との間で作用する斥力(反発力)により浮上用磁石122が上方に移動しても、バネ123の緩衝作用により、台車12に直接伝わる上向きの力は減衰される。
Further, the vertical behavior of the traveling
また図8に示すように、軌道20上を水平に走行する台車12および浮上用磁石122が電磁石31の直上を通過する際に、浮上用磁石122と電磁石31の間に生じる斥力(反発力)RF1により、浮上用磁石122と軌道用磁石211,221との間の吸引力により軌道20に保持された台車12および浮上用磁石122を垂直方向に押し上げる力が発生する。そして、浮上用磁石122を有する台車12自体もこの力を受ける。このため、斥力(反発力)RF1が台車12の後部に作用した場合には、台車12が僅かに下向きに傾斜する。続いて、傾斜した台車12は、浮上用磁石122と軌道用磁石211,221との間の吸引力AF1,AF2により水平に戻ろうとする。これにより、台車12が軌道20上で上下方向に振動する。図8(a)に示すように、浮上用磁石122が台車12に固定されていれば、斥力(反発力)RF1が台車12に伝わり易く、台車12の振動が継続し易い。一方、図8(b)に示すように、磁石が上下方向に自由に運動できる状態であれば、浮上用磁石122の振動はバネ123の緩衝作用により台車12に伝わりにくく振動も少ないため、台車12の振動は早く減衰する。
Further, as shown in FIG. 8, repulsive force (repulsive force) generated between the
[軌道用磁石の配置]
軌道用磁石211,221は、浮上用磁石122との間隔がレール21,22の直線部21a,21b,22a,22bおよび曲線部21c,21d,22c,22dに関係なく常に均等に保たれていることが望ましい。軌道用磁石211,221と浮上用磁石122との距離が、浮上用磁石122の右側と左側で違う場合には、磁石間の距離が短い方の吸引力が強くなり、浮上用磁石122を吸引する磁力が左右で違うことになり、磁力が不均衡になる。この場合、鉄道模型車両10における円滑な走行が妨げられる。
[Arrangement of magnets for orbit]
The distance between the
図9(a)に示すように、直線状の軌道ではこの問題は生じにくいが(矢印AL3,AL4を参照)、カーブ型の軌道では、カーブ外側の軌道用磁石と浮上用磁石122との間隔(矢印AL5を参照)と、カーブ内側の軌道用磁石と浮上用磁石122との間隔(矢印AL6を参照)とが異なる(ガイド車輪124があるため、内側で狭く、外側で広くなる)ため、この点を考慮して軌道用磁石211,221を配置する必要がある。図9(a)に示すように、単純に台車12の左右幅のみを保持し、軌道用磁石と浮上用磁石122の間隔についての配慮がされていない軌道の場合、台車12は軌道内側の磁石に強く吸引され、カーブを円滑に走行できないからである。
As shown in FIG. 9A, this problem is unlikely to occur in a linear track (see arrows AL3 and AL4), but in a curved track, the distance between the track magnet outside the curve and the
そこで、本実施形態の軌道20では、図9(b)に示すように、レール21,22の直線部および曲線部に関係なく、軌道用磁石211と浮上用磁石122との距離と、軌道用磁石221と浮上用磁石122との距離が等しくなるように、軌道用磁石211,221がレール21,22の収容ケース212,222内に配置される(矢印AL7,AL8,AL9,AL10を参照)。これにより、台車12は軌道20の内側および外側双方の軌道用磁石211,221によって互いに等しい力で吸引され、鉄道模型車両10は軌道20のカーブを円滑に走行することができる。
Therefore, in the
[磁力による台車の推進]
台車12は、左右2本のレール21,22の間で磁力によって水平に保持されている。この状態では、台車12は、外力を加えない限り自走することはない。このため、台車12の推進に電磁石31を使用する。
[Promotion of cart by magnetic force]
The
異なる平面上に2個の磁石がある場合、同じ極が対向するように2個の磁石が配置されると、2個の磁石は互いに反発する。この特性を利用し、鉄道模型車両10を前方に推進させる。ただし、以下に示す理由により、単純に、浮上用磁石122の下方において電磁石31を適切な距離離間させて配置するだけでは鉄道模型車両10は推進しない。
When there are two magnets on different planes, the two magnets repel each other when the two magnets are arranged so that the same poles face each other. Using this characteristic, the
例えば軌道20のように閉じた円形の軌道で台車12を周回させる場合を考えると、レール21とレール22との間で且つレール21,22より下方において浮上用磁石122から適切な距離離間させて、軌道20に沿って等間隔に磁石を配置すれば順次、鉄道模型車両10を推進させられるかに思えるが、軌道に固定され、軌道上の特定の方向にだけ進む状態の台車12が仮に1個目の磁石で反発することにより推進し、次の磁石を通過しようとする時に、台車12の浮上用磁石122は進行方向の前面下に配置された次の磁石の反発力を受け、磁石を通過できても速度を減殺されるか磁石の手前で停止してしまう。仮に十分な初速を台車12に与えたとしても、進行方向に対して磁石の反発力を次々に受けるため、速度の減殺が積み重なりやがては停止してしまう。
For example, considering the case where the
このような現象を避けるため、推進用磁石には電磁石を使用する。電磁石31は、銅線を鉄芯に数百回程度コイル状に巻いたもので、通電した時にのみ磁力を発生させるため、浮上用磁石122が電磁石31上を通過する際、適切なタイミングで通電すれば反発力を鉄道模型車両10の推進にのみ利用することができる。
In order to avoid such a phenomenon, an electromagnet is used as the propulsion magnet. The
まず図10(a)に示すように、電磁石31が浮上用磁石122の前方に位置する時には、電磁石31は浮上用磁石122と反発し(反発力RF11を参照)、台車12を後方に押し返す力が働き、台車12は停止するか逆走する(矢印AL11を参照)。
First, as shown in FIG. 10A, when the
次に図10(b)に示すように、浮上用磁石122が電磁石31の直上に位置している時には、電磁石31は浮上用磁石122と反発し(反発力RF12を参照)、台車12を押し上げる力が働き、台車12は停止するか減速する(矢印AL12を参照)。
Next, as shown in FIG. 10B, when the
さらに図10(c)に示すように、電磁石31が浮上用磁石122の後方に位置している時には、電磁石31は浮上用磁石122と反発し(反発力RF13を参照)、台車12を前方に押し出す力が働き、台車12が推進する(矢印AL13を参照)。
Further, as shown in FIG. 10 (c), when the
すなわち、電磁石を使用した場合、電磁石31が浮上用磁石122の前方に位置する時と、浮上用磁石122が電磁石31の直上に位置している時に、電磁石31に通電しなければ、台車12は反発力を受けないため、減速されることなく電磁石31上を通過することができる。そして、電磁石31が浮上用磁石122の後方に位置した時に初めて電磁石31に通電すれば、台車12は前方に押し出す力のみを受けることができる。これを、軌道20に配置された電磁石31毎に行えば、台車12は軌道20上を減速することなく連続して走行することが可能になる。
That is, when an electromagnet is used, if the
ただし、電磁石31に使用される素材には強磁性体が含まれており、浮上用磁石122が軌道上の、電磁石31の直上にある場合、電磁石31に通電していない状態、すなわち磁化していない状態でも浮上用磁石122は強磁性体を吸引する。この場合、重量において勝る電磁石31に浮上用磁石31が接触してしまう恐れがある。このため、浮上用磁石122と電磁石31との間には、車体の自重による軌道平面からの沈み込みを考慮したうえで、浮上用磁石122が静止状態で電磁石31に接触しない距離を保持するものとする。
However, the material used for the
[走行制御]
台車12の走行の制御には、電磁石31と明暗センサ32と光源33と電源34と制御回路35を用いる。
[Running control]
An
明暗センサ32は、台車12の進行方向に対して電磁石31の前方に配置される。台車12の先端から電磁石31の中心までの距離と、電磁石31の中心から明暗センサ32までの距離は、明暗センサ32の反応時間と台車12の運動速度を考慮し、最適なタイミングで電磁石31に通電するよう設定される。
The light /
また、遮光処理をした明暗センサ32の直上、台車23の走行を妨げない位置に、環境光と明確に区別される、照度と輝度の大きい光源33を設置する。
また制御回路35は、制御用IC351と、感度調整ボリューム352と、モード切替スイッチ353と、リレースイッチ354と、パイロットランプ355とを備える(図12を参照)。
In addition, a
The
制御用IC351は、明暗センサ32からの信号を処理して、リレースイッチ354をオン/オフする機能を有する。
感度調整ボリューム352は、明暗センサ32の感度を調整する機能を有する。
The
The
モード切替スイッチ353は、制御用IC351の制御モードとして、照度の低下(暗くなる)を明暗センサ32が感知するとリレーをオンにするモード1と、照度の上昇(明るくなる)を明暗センサ32が感知するとリレーをオンにするモード2の何れかを選択する機能を有する。本実施形態では、モード切替スイッチ353はモード1が選択されている。
The
リレースイッチ354は、制御用IC351からのオン指令が入力するとオンになる。リレースイッチ354には電磁石31が接続されており、リレースイッチ354がオンになると電磁石31に電流が供給される。
The
パイロットランプ355は、リレースイッチ354のオン時に点灯するLEDである。
次に、図11のフローチャートを用いて、台車12が1台のみの鉄道模型車両10を軌道20上で走行させるための手順を説明する。
The
Next, a procedure for causing the
まず、電磁石31の直上やや後方に浮上用磁石122が位置するように鉄道模型車両10をレール21,22上に配置する(S10)。そして、第1電源341をオンにする(S20)。これにより、明暗センサ32と光源33と制御回路35に電流が供給される(S30)。このときに、光源33からの光は、鉄道模型車両10により遮られて、明暗センサ32に到達しないので、リレーはオン状態である。次に、第2電源342をオンにする(S40)。これにより、電磁石31が磁石として作動し、浮上用磁石122と反発することにより、鉄道模型車両10が走行を開始する(S50)。
First, the
そして、鉄道模型車両10が、軌道20に配置された次の明暗センサ32と光源33との間を通過する(S60)と、光源33からの光が鉄道模型車両10に遮られて(S70)、明暗センサ32が照度の低下を感知する(S80)。これにより、制御用IC351に信号が送られ、リレースイッチ354がオンになり(S90)、リレー出力端子に接続された電磁石31に電流が流れ(S100)、電磁石31が磁石となり磁力が発生する(S110)。
Then, when the
そして、浮上用磁石122が電磁石31の後方にあるタイミングで浮上用磁石122と電磁石31とが反発して(S120)、台車12を前方に強く押し出すことにより、鉄道模型車両10が推進する(S130)。その後、鉄道模型車両10の全ての部分が明暗センサ32と光源33の間を通過すると(S140)、光源33からの光が明暗センサ32に到達することにより(S150)、明暗センサ32が照度の上昇を感知し(S160)、制御用IC351に信号が送られ、リレースイッチ354がオフになり、電磁石31への電流が遮断され、磁力が消失する(S170)。そして、S60〜S170のプロセスを、台車12が軌道20上を走行する際に通過する、軌道20内に設置した台数分の明暗センサ32と電磁石31のセットで行い、連続走行を行う。磁石の反発による推進がタイミング良く行われれば、台車12は減速することなく軌道20上を周回し続ける。
Then, when the
なお、2台以上の台車12が連結器によって連結されている鉄道模型車両10であっても、台車12が1台のみの鉄道模型車両10と同様にして、軌道20上で走行させることができる。
In addition, even if it is the
次に、2台以上の台車12が連結器によって連結されている鉄道模型車両10を軌道20上で走行する場合の制御方法を説明する。
まず、図12に示すように、1両目の台車12aの先頭が、明暗センサ32と光源33の間を通過すると、明暗センサ32が照度の低下を感知する。これにより、制御用IC351に信号が送られ、リレースイッチ354がオンになり、リレー出力端子に接続された電磁石31に電流が流れ、電磁石31が磁石となり磁力が発生する。
Next, a control method in the case where the
First, as shown in FIG. 12, when the head of the
そして、1両目の台車12aの浮上用磁石122が電磁石31の後方にあるタイミングで浮上用磁石122と電磁石31とが反発して、1両目の台車12aを前方に強く押し出すことにより、鉄道模型車両10が推進する。その後、図13に示すように、1両目の台車12aが明暗センサ32と光源33の間を通過する。そして、1両目の台車12aの全ての部分が明暗センサ32と光源33の間を通過すると、光源33からの光が明暗センサ32に到達することにより、明暗センサ32が照度の上昇を感知し、制御用IC351に信号が送られ、リレースイッチ354がオフになり、電磁石31への電流が遮断され、磁力が消失する。
Then, the
その後、1両目の台車12aと2両目の台車12bとを接続する連結器15が光の透過性に優れた素材で形成されているため、図14に示すように、2両目の台車12bの先頭が、明暗センサ32と光源33の間を通過するまで、光源33からの光が明暗センサ32に到達する状態となる。
Thereafter, since the
そして、2両目の台車12bの先頭が、明暗センサ32と光源33の間を通過すると、明暗センサ32が照度の低下を感知し、1両目と同様にして、2両目の台車12bに対しても、台車12を推進させるための磁力が発生する。上記のプロセスを、連結されている台車数に等しい回数繰り返すことにより、連結されている台車毎に推進力を付与することができる。
When the head of the
なお、台車12の加減速は、制御回路35と電源34の間の可変抵抗器(不図示)で行う。可変抵抗器は抵抗値を連続して増減できる素子であり、これにより、電磁石31用の電源電圧を変化させることができる。そして、電磁石31の磁力は電圧に比例するため、電圧が低下すれば磁力(反発力)も小さくなり台車12の速度が低下する一方、電圧が上昇すれば磁力(反発力)も大きくなり台車12の速度が上昇する。このため、範囲は限られるものの台車12の速度をある程度制御することができる。
The acceleration / deceleration of the
また、明暗センサ32と光源33の位置は固定されず、電磁石31の前後で電磁石31との間隔を自由に配置できるものとする。こうすることで、鉄道模型車両10を逆方向にも走行させることが可能である。
Further, the positions of the light /
同様に、電磁石31も固定式でなく可動式のものとする。これにより直線および曲線軌道の増設により、鉄道模型車両10の走行距離が増大しても、電磁石31と明暗センサ32、光源33の相互の間隔を変えるか、あるいは電磁石31と明暗センサ32、光源33を増設することで鉄道模型車両10が安定して走行することを可能にする。
Similarly, the
このように構成された鉄道模型車両10は、互いに対向するように配置された軌道用磁石211と軌道用磁石221との間に配置されている浮上用磁石122において、軌道用磁石211との間で発生する吸引力と、軌道用磁石221との間で発生する吸引力とが釣合うことにより浮上する。そして、浮上用磁石122を収容する収容ケース121と浮上用磁石122とがバネ123により連結されているため、浮上用磁石122が浮上することにより収容ケース121も浮上する。
The
さらに、浮上用磁石122は、収容ケース121内において、鉄道模型車両10がレール21およびレール22に沿って走行する進行方向に対して垂直な方向に沿って移動可能に設置されており、収容ケース121と浮上用磁石122とを連結しているのがバネ123であるため、収容ケース121の振動が浮上用磁石122に伝達され難くなる。これは、収容ケース121の振動エネルギーがバネ123で吸収されるためである。これにより、浮上している収容ケース121に外力が働いて収容ケース121が振動した場合であっても、浮上用磁石122において、軌道用磁石211との間で発生する吸引力と、軌道用磁石221との間で発生する吸引力とが釣合う位置を維持し易くなり、レール21とレール22との間で鉄道模型車両10を安定して浮上させることができる。
Further, the
また、レール21とレール22との間で鉄道模型車両10を走行させるための推進力を、浮上用磁石122と電磁石31との間で発生する磁力によって付与する場合には、この磁力が外力として浮上用磁石122に働いて浮上用磁石122が振動することがある。しかし、収容ケース121と浮上用磁石122とを連結しているのがバネ123であるため、浮上用磁石122で発生した振動が収容ケース121に伝達され難くなる。このため、浮上用磁石122が振動した場合であっても、この振動が収容ケース121に伝達されるのを抑制し、レール21とレール22との間で鉄道模型車両10を安定して浮上させることができる。
Further, when a propulsive force for running the
また、軌道走行玩具1では、曲線部21c,21dの軌道用磁石211および曲線部22c,22dの軌道用磁石221は、鉄道模型車両10が曲線部21c,21d,22c,22dに沿って移動している場合において、軌道用磁石211と浮上用磁石122との間の距離と、軌道用磁石221と浮上用磁石122との間の距離とが等しくなるように、曲線部21c,21d,22c,22d内に配置される。
In the track traveling toy 1, the
これにより、曲線部21c,21d,22c,22dにおいても、浮上用磁石122において、軌道用磁石211との間で発生する吸引力と、軌道用磁石221との間で発生する吸引力との釣合いを維持することができる。このため、鉄道模型車両10が曲線部21c,21d,22c,22dを走行する場合であっても、レール21とレール22との間で鉄道模型車両10を安定して浮上させることができる。
As a result, also in the
以上説明した実施形態において、軌道用磁石211は本考案における第1磁石、レール21は本考案における第1レール、軌道用磁石221は本考案における第2磁石、レール22は本考案における第2レール、浮上用磁石122は本考案における第3磁石、鉄道模型車両10は本考案における玩具用浮上走行体、バネ123は本考案における弾性部材である。
In the embodiment described above, the
以上、本考案の一実施形態について説明したが、本考案は上記実施形態に限定されるものではなく、本考案の技術的範囲に属する限り種々の形態を採ることができる。 As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, As long as it belongs to the technical scope of this invention, a various form can be taken.
1…軌道走行玩具、10…鉄道模型車両、11…車両本体、12…台車、15…連結器、20…軌道、21,22…レール、21a,21b,22a,22b…直線部、21c,21d,22c,22d…曲線部、23…軌道固定用ブリッジ、30…駆動部、31…電磁石、32…明暗センサ、33…光源、34…電源、35…制御回路、121…収容ケース、122…浮上用磁石、123…バネ、124…ガイド車輪、125,126…棒状部材、211,221…軌道用磁石、212,222…収容ケース、341…第1電源、342…第2電源、351…制御用IC、352…感度調整ボリューム、353…モード切替スイッチ、354…リレースイッチ、355…パイロットランプ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Track running toy, 10 ... Model railway vehicle, 11 ... Vehicle main body, 12 ... Bogie, 15 ... Coupler, 20 ... Track, 21, 22 ... Rail, 21a, 21b, 22a, 22b ... Straight part, 21c, 21d , 22c, 22d ... curve part, 23 ... orbit fixing bridge, 30 ... drive part, 31 ... electromagnet, 32 ... light sensor, 33 ... light source, 34 ... power source, 35 ... control circuit, 121 ... accommodating case, 122 ... levitation Magnets, 123 ... springs, 124 ... guide wheels, 125, 126 ... rod-shaped members, 211, 221 ... magnets for tracks, 212, 222 ... storage cases, 341 ... first power supply, 342 ... second power supply, 351 ... for control IC, 352, sensitivity adjustment volume, 353, mode changeover switch, 354, relay switch, 355, pilot lamp
Claims (2)
前記第3磁石を内部に収容する収容ケースと、
前記収容ケースに収容されている前記第3磁石と、前記収容ケースとを連結する弾性部材とを備え、
前記第3磁石は、前記収容ケース内において、当該玩具用浮上走行体が前記第1レールおよび前記第2レールに沿って走行する進行方向に対して垂直な方向に沿って移動可能に設置されている
ことを特徴とする玩具用浮上走行体。 Between a first rail having a built-in first magnet and a second rail having a built-in second magnet and arranged to face the first rail at a predetermined distance from the first rail. The first rail is disposed by incorporating a third magnet disposed so as to generate an attractive force with the first magnet and generate an attractive force with the second magnet. A toy levitation body that floats between the first rail and the second rail and travels along the first rail and the second rail,
A housing case for housing the third magnet therein;
The third magnet housed in the housing case, and an elastic member that connects the housing case;
The third magnet is installed in the housing case so as to be movable along a direction perpendicular to a traveling direction in which the toy floating traveling body travels along the first rail and the second rail. A levitation body for toys, characterized by
前記第1レールおよび前記第2レールは、前記玩具用浮上走行体が前記第1レールおよび前記第2レールに沿って移動するにつれて前記進行方向が変化するように曲線状に形成された曲線部を有し、
前記曲線部の前記第1磁石および前記第2磁石はそれぞれ、前記玩具用浮上走行体が前記曲線部に沿って移動している場合において、前記第1磁石と前記第3磁石との間の距離と、前記第2磁石と前記第3磁石との間の距離とが等しくなるように、前記曲線部の前記第1レール内および前記第2レール内に配置される
ことを特徴とする軌道走行玩具。 An orbital traveling toy comprising: the toy levitating traveling body according to claim 1; and the traveling toy trajectory having the first rail and the second rail according to claim 1,
The first rail and the second rail have curved portions formed in a curved shape so that the traveling direction changes as the toy floating traveling body moves along the first rail and the second rail. Have
Each of the first magnet and the second magnet of the curved portion is a distance between the first magnet and the third magnet when the toy levitating body is moving along the curved portion. And a track running toy that is arranged in the first rail and the second rail of the curved portion so that the distance between the second magnet and the third magnet is equal. .
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